本发明公开了一种基于表面等离子体共振的偏振参数成像检测装置及检测方法。所述检测方法为：由光源系统发出功率稳定且波长可控的光束，光束进入准直系统后输出为准直光束，准直光束经过偏振系统中的起偏器转变为线偏振光，线偏振光进入棱镜耦合传感系统受微流池系统中各种样品的影响，激发不同程度的表面等离子体共振效应后出射，出射光束经过偏振系统中的波片和检偏器，被光电探测系统中的光电探测器接收成像。根据光强图像利用偏振参数成像算法反演计算出一系列与出射光束振幅和相位相关的偏振参数图像，从而实现对微流池系统中各种样品的检测。本发明具有高通量、高检测灵敏度、低检测限和宽检测范围的优点。